Mengesan Manusia Statik dengan PIR

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Catatan tersebut menjelaskan kaedah yang mungkin boleh digunakan untuk meningkatkan kemampuan sensor inframerah pasif untuk mengesan kehadiran manusia yang statik atau alat tulis. Ciri ini biasanya tidak mungkin dilakukan dengan sensor PIR konvensional.

Bagaimana PIR Mengesan Kehadiran Manusia

Saya telah membincangkan banyak aplikasi pengesan gerakan berasaskan PIR di laman web ini, namun semua aplikasi ini menghendaki kehadiran manusia sentiasa bergerak untuk memastikan PIR mengesan kehadiran mereka, ini nampaknya merupakan kelemahan besar yang menghalang unit ini daripada merasakan penghunian manusia yang tetap atau tidak bergerak.



Namun kelemahan yang dijelaskan di atas mempunyai alasan di sebalik itu. Sensor PIR konvensional berfungsi dengan merasakan isyarat IR dari tubuh manusia melalui beberapa slot selari pada lensa depannya, dan litar dalamannya hanya aktif apabila isyarat IR melintang di antara slot penginderaan ini ('penglihatan').

Penyebaran isyarat IR melintasi slot penginderaan membolehkan litar PIR menerjemahkan maklumat menjadi dua denyut berselang yang bersesuaian, yang pada gilirannya diperbaiki untuk menghasilkan voltan pencetus pada pin keluar PIR.



PIR Tidak Dapat Mengesan Sasaran Alat Tulis

Ini menunjukkan bahawa jika sumber IR tidak bergerak, ia tidak akan meminta modul PIR untuk menghasilkan pencetus di pin outputnya. Ini juga menyiratkan bahawa isyarat IR dari sumber entah bagaimana harus terus melintasi slot pengesanan PIR yang diberikan untuk memungkinkannya merasakan manusia tertentu dalam zon tersebut.

Nampaknya tidak ada ubat langsung atau sederhana untuk ini, kerana modul PIR tidak dapat diubah secara dalaman untuk ini, yang melumpuhkan unit daripada mengesan kehadiran manusia yang tidak bergerak.

Walau bagaimanapun, pemeliharaan logik memberitahu kita bahawa jika sumber IR yang berbeza-beza yang mungkin diperlukan untuk memastikan modul PIR diaktifkan, maka mengapa tidak memaksa PIR itu sendiri dalam gerakan tetap dan bukannya subjek.

Konsep ini dapat dilihat dari simulasi GIF berikut, yang menunjukkan modul PIR berayun dan manusia statik di zon pengesanan.

Di sini kita dapat melihat bagaimana PIR berayun menyesuaikan diri dengan masalah ini dan mengubahnya sendiri memungkinkan pengesanan subjek IR yang statik.

Ini menjadi mungkin kerana melalui pergerakannya modul PIR mengubah sumber IR pegun menjadi pencitraan IR yang terus berubah di kedua-dua slot penerimaannya.

Walaupun idea itu kelihatan rumit, ia sebenarnya dapat diselesaikan hanya dengan menggunakan litar motor PwM yang berayun perlahan.

Kami akan mempelajari keseluruhan mekanisme dan perincian litar di bahagian berikut.

Seperti yang telah kita bincangkan, modul PIR konvensional dapat mengesan hanya benda hidup yang bergerak dan tidak dapat mengenal pasti sasaran pegun yang menjadikan aplikasinya terbatas sebagai pengesan gerakan manusia sahaja.

Untuk aplikasi di mana pengesanan penghunian manusia tanpa motif diperlukan dalam senario sedemikian, PIR konvensional boleh menjadi tidak berguna, dan mungkin memerlukan beberapa pengaturan luaran untuk meningkatkannya sendiri.

Merancang PIR untuk Mengesan Sasaran Tanpa Gerak

Pada bahagian di atas, kami belajar bahawa bukannya memerlukan sasaran untuk bergerak, modul PIR dapat dipindahkan ke atas radius tertentu untuk melaksanakan pengesanan sasaran statik yang diinginkan.

Pada bahagian berikut kita belajar mengenai mekanisme litar sederhana yang dapat digunakan dengan PIR yang dipasang di atas motor DC kecil untuk osilasi yang dicadangkan.

Pemandu Motor yang Dikawal PWM / Flip Flop

Sistem pada dasarnya memerlukan penentuan kelajuan terkawal PWM dan pertukaran balik untuk motor. Gambar rajah berikut menunjukkan bagaimana ciri-ciri ini dapat dikaitkan dengan motor PIR dengan bantuan litar sederhana:

Litar yang ditunjukkan menggunakan IC HEF40106 hex inverting schmitt gate IC tunggal yang merangkumi 6 gerbang TIDAK penyongsang.

Gerbang N1 dan N2 dikonfigurasikan untuk menghasilkan output PWM yang dapat disesuaikan yang dimasukkan ke gerbang N4, N5, N6 yang membentuk penyangga.

Output biasa dari gerbang penyangga ini dihentikan ke pintu masuk mosfet pemandu motor.

Kandungan PWM diatur dengan bantuan P1, yang akhirnya diterapkan ke motor yang disambungkan melalui satu set kenalan DPDT.

Kenalan geganti ini menentukan arah pergerakan motor (mengikut arah jam atau berlawanan arah jam).

Kenalan relai DPDT flip flop ini dikendalikan oleh pemasa astabel yang dikonfigurasikan di sekitar pintu N3, di mana kapasitor C3 / R3 menentukan pada kadar berapa relay perlu ditukar untuk membolehkan motor mengubah arah putarannya secara konsisten.

Reka bentuk di atas membolehkan motor melakukan pergerakan berayun yang perlahan ke arah zon radial yang ditentukan.

C3 dapat dipilih untuk memulai pergantian setelah setiap 5 hingga 6 saat, dan PWm dapat disesuaikan untuk memungkinkan pergerakan motor yang sangat lambat, karena hanya perlu memastikan bahawa slot PIR melintasi isyarat IR sasaran di tepat pada masanya.

Namun kerana operasi motor lambat, output dari PIR perlu dikekalkan melalui pemasa OFF yang tertunda supaya beban yang disambungkan tidak mematikan dan AKTIF sementara pergerakan motor secara bergantian memotong garis IR dari penghuni manusia.

Pemasa Kelewatan

Yang berikut melambatkan tahap litar pemasa dapat digunakan yang memastikan bahawa setiap kali output PIR menghasilkan denyut yang dirasakan, penundaan dari pemasa diperpanjang selama 5 hingga 10 saat dan beban yang disambungkan tidak akan terganggu selama proses.

Dalam susunan di atas kita dapat melihat motor yang menerima bekalan pemacu elektriknya dari tahap PWM / flip flop seperti yang dibincangkan dalam perenggan sebelumnya.

Gelendong motor dapat dilihat ditambah dengan poros mendatar di mana PIR dikepit, sehingga ketika motor bergerak, PIR melalui gerakan radial ke sana-sini yang berubah-ubah.

Walaupun gerakan PIR di atas diinduksi, isyarat IR dari sasaran pegun di zon tersebut dikesan dalam bentuk denyut pendek pendek, yang dihasilkan pada pin output PIR yang ditunjukkan dengan wayar biru.

Denyutan ini digunakan di seluruh kapasitor 1000uF yang mengisi setiap nadi dan memastikan bahawa BC547 disimpan dalam mod pengalir tanpa gangguan semasa proses.

Pemacu relay yang terdiri dari tahap BC557 bertindak balas terhadap isyarat stabil di atas dari pemungut BC547 dan seterusnya menjadikan relay AKTIF, selagi PIR terus mengesan kehadiran manusia.

Beban geganti terus diaktifkan secara berterusan kerana kehadiran manusia pegun di kawasan tersebut.

Namun jika penghunian manusia dihapus atau ketika sasaran bergerak dari zona, tahap penunda tunda menyimpan relay dan beban diaktifkan selama 5 hingga 10 saat yang ditetapkan setelah itu ia mati secara kekal, sehingga zona itu kembali ditangkap oleh sumber IR berpotensi.

Senarai Bahagian

  • R1, R4 = 10K
  • R2 = 47 OHMS
  • P1 = 100K POT
  • D1, D2 = 1N4148
  • D3 = MUR1560
  • C1, C2 = 0.1uF / 100V
  • Z1 = 15V, 1/2 WATT
  • S1 = IRF540
  • S2 = BC547
  • N1 --- N6 = IC MM74C14
  • DPDT = DPST SWITCH ATAU DPDT RELAY
  • R3, C3 ditentukan oleh beberapa percubaan dan kesalahan

KEMASKINI:

Litar PIR yang dijelaskan di atas untuk mengesan kehadiran manusia statik dapat dipermudah dengan menggunakan litar pencincang isyarat seperti yang digambarkan dalam simulasi GIF berikut:

Pemeriksaan yang teliti menunjukkan bahawa sebenarnya pergerakan berayun tidak diperlukan, motor dan pisau pemotong boleh dibiarkan berputar dengan bebas dengan menjaga kelajuan motor pada tahap yang lebih rendah .

Ini juga akan dapat menyelesaikan operasi penginderaan PIR statik yang diharapkan.

PIR yang diubahsuai untuk mengesan manusia statik

Demo Video membuktikan pengesanan manusia statik untuk PIR




Sebelumnya: 3 Litar Suis Diaktifkan Suara Dijelaskan Seterusnya: 4 Litar Siren Mudah yang boleh anda Bina di Rumah